Мощность, выделяемая в нагрузке, управляемой напряжением, Рнтш при сопротивлении /?нгаах опредсляется с учетом соотношений

/н mm = /2 min

Имея в виду выражение для токов 1 min> получаем

г2 ГУ r?v (2 max* тф)° /iri \р\

н min - - иттАнтах - < 10 j, m i Л i v vTs \J-)

max* lAamax* T U Г *т*Л

При заданных параметрах схемы Д, /?т, т, jRh. етах увеличение сопротивления приводит к резкому повышению мощности 1 к min

И Требуемого сопротивления шунта R. Одновре-менно снижается погрешность Ентах (см. рассмотренный ниже р пример). В предельном теоретическом случае отсутствия потреб-, ления в нагрузке R (Рншш = 0) сопротивление шунта ( стремится к нулю. Однако в действительности как бы ни была \ мала мощность Р-н mm, все же она представляет собой конечную величину и сопротивление R всегда конечно.

На основании изложенного можно определить следующий . порядок расчета схемы рис. 10-5, б и примененного в ней ТТ. Считаем, заданными: номинальный коэффициент трансформации ТТ т. числа витков первичной и вторичной обмоток ТТ,

кратность первичного тока К, полные погрешности max. Ен max *.

. мощность потребления Рцтш. расчетный коэффициент Отр и сопротивление в цепях нагрузок, управляемых током и напряжением. Пересчитав эти сопротивления к одному витку обмотки ТТ,

получаем Хг, Ат. Rn max*

Предварительно задаемся сопротивлением намагничивания ТТ х и определяем относительные сопротивления лгт*; /?т*. max *

По формулам (10-6), (10-13), (10-15), (10-16) определяем R max*. р. Ентах. Рн гаш- Если полученнос значенис Енгаах превышаст допустимое или мощность Рнт.1п оказывается меньше требуемой, задаемся другим х и повторяем расчет до удовлетворительного совпадения. Таким путем окончательно выбираем х. (В некоторых случаях при невозможности получения нужных Ед max и Рн шШ может потребоваться пересмотр исходных данных.) При выбранном по формуле (10-7) рассчитываем сопротивление Рщ, и находим действительное сопротивление шунта Рш л:о iPMif-

Пример 10-1. Рассчитаем параметры схемы рис. 10-5, б при следующих исходных данных: щ = 1000/5 А; = 1; = 200; К = 2; Еттах=0,1; погрешность Ентт также не должна превосходить 0,1; Рнтш = 4 мВт; Отр = 0,6; индуктивное сопротивление нагрузки, управляемой током, 0,3 Ом; ее действительное активное сопротивление R = 0,3 Ом; активное сопротивление

нагрузки, управляемой напряжением: Rumsx = 400 Ом, /?н1пах* = = 1.10- Ом, Ru mm = 0,6 10-2 Ом.

Находим сопротивления л;; R, и Rb, по формулам (10-5):

4* = {wJwT = 0,3 (1/200)2 = 0,075.10 * Ом; i; = i? {WtIWsY = 0,3 (1/200)2 = 0,075.10-* Ом; Ru = 0,6-400 (1/200)2 = 0,6-10-2 Ом.

Задаемся сопротивлением намагничивания х = 0,1 мОм и находим лгт, = л;;./л;о = 0,075; /?т, = RtJxq = 0,075 и .ншах, = = 100, а также остальные величины, указанные в табл. 10-2.

Погрешность Еншах = 0,1061 близка к допустимой, однако мощность Рнгаш = 0,0198 мВт оказывается значительно меньше заданной. Задаемся несколькими другими значениями и в результате расчета находим, что требуемая мощность mm обеспечивается при лго = 0,125 мОм. (Основные расчетные данные указаны в той же таблице. Для сравнения в ней приведены также данные при = 0,15 мОм.) Заметим, что при всех Xq, приведенных в таблице, расчетный коэффициент ар получился примерно равным единице.

Как видно из таблицы, погрешность ён max изменяется в зависимости от Xq сравнительно незначительно, приблизительно от 0,1 до 0,068. Зато мощность Рнтт и необходимое сопротивление шунта при изменении Xq от 0,1 до 0,15 мОм соответственно возрастают в 750 раз и в 26,7 раза.

В результате расчета выбираем сопротивление намагничивания ТТ, приведенное ко вторичной обмотке, равным 5 Ом, а сопротивление шунта 0,139 Ом.

При заданных величинах и принятом сопротивлении Xq проектирование ТТ производится по известным методам [97], причем прежде всего необходимо выбрать максимальную индукцию в магнитопроводе. При ТТ с зазорами эта индукция рассчитывается с учетом апериодической составляющей тока в переходном режиме. Для ТТ без зазоров индукция должна быть достаточно малой (порядка тысячных долей тесла). Далее определяются основные размеры магнитопровода и т. д.

При отсутствии нагрузки, управляемой током, т. е. при неограниченной погрешности ё, допустимое сопротивление R max *

Таблица 10-2. Результаты расчета

в отличие от изложенного определяется с учетом ограничения напряжения на зажимах вторичной обмотки ТТ при допустимой кратности тока короткого замыкания и по другим соображениям. В остальном расчет схемы на рис. 10-5, б не отличается от рассмотренного.

Все изложенное выше непосредственно относилось к преобразователю тока с одноступенчатым электромагнитным ТТ. Применительно к ТТ каскадного типа предварительно производится :разделение общей допустимой погрешности между ступенями ТТ [971. Таким путем определяется погрешность е, шах для нижней ступени. Дальнейший расчет параметров схемы преобразователя с учетом нагрузки, управляемой напряжением, производится в соответствии с изложенными выше положениями.

В перспективе получат широкое применение устройства релейной защиты, требующие управления напряжением. В связи с этим следует считать актуальной разработку соответствующих первич-I ных преобразователей тока. Для данной цепи должна получить широкое применение схема ТТ с шунтом во вторичной цепи (см. I рис. 10-5, б). Расчет параметров этой схемы при учете допустимых I полных погрешностей для нагрузок, управляемых током и напря-f жением, может быть выполнен при помощи полученных выше формул и кривых.

10-3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ МЕЖДУ ЦЕПЯМИ ВЫСОКОГО и НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ростом напряжения линий электропередачи ре.чко возрастает стоимость ТТ, выполняемых по традиционному электромагнитному принципу, главным образом за счет стоимости их изоляции. Поэтому потребовалась разработка принципиально новых измерительных преобразователей тока, основанных на разделении цепей высокого и низкого напряжения при помощи оптических, радио- или емкостных каналов связи. Преимуществом емкостной связи является ее сравнительная простота, меньшая стоимость и возможность получения на выходе преобразователя относительно большой мощности. ИПТ данного типа может быть применен на ЛЭП как постоянного, так и переменного тока.

На рис. 10-9 дана принципиальная схема такого устройства, реализующего емкостную связь, а на рис. 10-10 - ее схема замещения, иллюстрирующая принцип действия ИПТ.

Состоящий из двух одинаковых половин трансформатор тока 2 (рис. 10-9) устанавливается на проводе линии 1 и находится под потенциалом ЛЭП, а выходное устройство 7, 8, 9 - под потенциалом земли. Связь между ними осуществляется через емкости 6, в качестве которых используются специальные конденсаторы или высоковольтные изоляторы линии подвесного или опорного типа. В состав выходного блока входят вспомогательный трансформа-